(57)【要約】反応性水素の影響下での基板からの反射コーティングの層間剥離を防止するために、基板（５１）と５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線を反射する反射コーティング（５４）とを備えたＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子（５０）であって、機能層（６０）が反射コーティング（５４）と基板（５１）との間に配置され、機能層により、基板のうち反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度が２倍以上低減される反射光学素子（５０）が提案される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線を反射する反射コーティングとを備えたＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子であって、機能層（６０、６１）が前記反射コーティング（５４）と前記基板（５１）との間に配置され、前記機能層により、前記基板のうち前記反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度が２倍以上低減されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０、６１）は、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、鉛、金、パラジウム、タングステン、タンタル、それらの合金、酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物の群の材料のうち１つ又は複数を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反射光学素子において、前記機能層（６１）は、微細構造層として構成されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の反射光学素子において、前記微細構造層（５８）は、前記反射コーティング（５４）と前記基板（５１）との間に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項５】
請求項４に記載の反射光学素子において、前記微細構造層（５８）は、ニッケルリン、ニッケルホウ素、銅、銀、金、白金、イリジウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブの群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０）は、前記反射コーティング（５４）と前記微細構造層（５８）との間及び／又は前記微細構造層（５８）と前記基板（５１）との間及び／又は前記微細構造（５８）内に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射光学素子において、研磨層（５２）が、前記機能層（６０）又は前記基板（５１）又は前記微細構造層（５８）又は微細構造層として構成された前記機能層（６１）の上に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の反射光学素子において、前記研磨層（５２）は、アモルファスシリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムの群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０）は、前記研磨層（５２）と前記反射コーティング（５４）との間に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記基板（５１）は、ケイ素、炭化ケイ素、シリコン含浸炭化ケイ素、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、ガラスセラミックの群の材料のうち１つ又は複数を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の反射光学素子において、付着促進層（５９）が前記基板上に配置され、前記付着促進層は、少なくとも１つのプライからなり、ルテニウム、クロム、白金、イリジウム、銅、銀、金、ニッケル、ニッケルリン、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブからなる群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記反射コーティングは、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が小さい材料と、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が大きい材料との交互配置層（５６、５７）を含む層系を含む多層系（５４）として構成されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の反射光学素子において、該反射光学素子はコレクタミラー（１３、５０）として構成されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置の光学系。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学系又は請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線を反射する反射コーティングとを備えたＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子に関する。さらに、本発明は、ＥＵＶリソグラフィ装置の光学系と、上記反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置とに関する。本願は、２０１６年７月２７日付けの独国特許出願第１０  ２０１６  ２１３  ８３１．６号の優先権を主張し、上記出願の開示の全体を参照により本願に援用する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶリソグラフィ装置において、半導体コンポーネントのリソグラフィには、極紫外線（ＥＵＶ）波長域（例えば、約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長）用の反射光学素子、例えば、準垂直入射用の多層系に基づくフォトマスク若しくはミラー又は斜入射用の金属表面を有するミラー等が利用される。ＥＵＶリソグラフィ装置は、概して複数の反射光学素子を有するので、十分に高い総反射率を確保するためにできる限り高い反射率を有しなければならない。反射光学素子の反射率及び寿命は、反射光学素子の光学使用反射面の汚染により低下し得るが、この汚染は動作雰囲気中の残留ガスと共に短波照射に起因して生じる。ＥＵＶリソグラフィ装置には、通常は複数の反射光学素子が縦列配置されるので、各反射光学素子の汚染が比較的小さくても総反射率に比較的大きな影響がある。
【０００３】
汚染は、例えば高い水素分圧により生じ得る。この場合、水分子がＥＵＶ放射線により切断され、得られた酸素ラジカルが反射光学素子の光学活性面を酸化する。さらに別の汚染源は、炭化水素分子であり、これは例えば、ＥＵＶリソグラフィ装置で用いられる真空ポンプから、又はパターニング対象の半導体基板上で用いられて動作放射線の影響下で反射光学素子上の炭素汚染物質につながるフォトレジストの残留物から生じ得る。プラズマレーザ源と共に用いられるコレクタミラーの場合、励起されてプラズマを形成する材料、例えばスズが、さらなる汚染源として生じる。酸化的汚染物質は概して不可逆的だが、特に炭素汚染物質及び場合によってはスズは、特に反応性水素での処理により、反応性水素がこれと反応して揮発性化合物を形成することで除去することができる。
【０００４】
しかしながら、洗浄に用いられる、又はＥＵＶ放射線と残留雰囲気中に存在する分子水素との相互作用により生じ得る反応性水素の影響下では、反射コーティングの膨れ及び剥離さえもが起こり得ることが認められている。ＥＵＶリソグラフィの他の反射光学素子と比べて、特に反応性水素に曝されるコレクタミラーの場合に特に、巨視的な膨れ又は層間剥離が認められる。
【０００５】
層間剥離は、反応性水素が、特に機械的欠陥又はコーティング中に生じた欠陥において反射コーティングに浸透することにより起こると思われる。内部拡散した反応性水素は、再結合して分子水素を形成し、したがって反射コーティングの膨れ、また最悪の場合は破裂又は剥離をもたらす。このタイプの損傷箇所は、赤外線波長域で高反射を有する。これは、コレクタミラーの場合に特に有害である。その理由は、コレクタミラーの場合に、放射源で用いられ得る赤外線レーザに特に起因して最大熱負荷が生じ、ＥＵＶリソグラフィ装置のビーム経路の方向に熱放射が反射すると、特に下流の反射光学素子が損傷を受ける可能性があるからである。
【０００６】
水素の影響による層間剥離作用を抑止する一手法は、例えば特許文献１で提案されるように反応性水素に対する保護層系を反射コーティング上に設けることにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１３９６９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、反射コーティングの破裂又は剥離の危険を低減するＥＵＶリソグラフィ用の異なる反射光学素子を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、基板と５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線を反射する反射コーティングとを備えたＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子であって、機能層が反射コーティングと基板との間に配置され、上記機能層により、基板のうち反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度が２倍以上低減される反射光学素子により達成される。
【００１０】
基板のうち反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度を２倍以上低減させる基板と反射コーティングとの間の機能層が、この機能層を備えない対応する反射光学素子と比べて、反射コーティングの破裂又は層間剥離の確率を全体的に下げることができることが分かった。好ましくは、水素濃度は、５倍以上、特に好ましくは１０倍以上、特に非常に好ましくは５０倍以上、特に極めて好ましくは１００倍以上低減される。機能層は、いわば反応性水素に対する一種の拡散バリアとして働くことにより、反射コーティングの下で反応性水素が再結合して分子水素を形成するのを抑制する。
【００１１】
特に、反射コーティング上に反応性水素に対する保護層系を備えた反射光学素子の場合にも、層間剥離の危険は低減する。その理由は、特に保護層系及び／又は反射コーティングの欠陥において、基板からの反射コーティングの層間剥離の無視できない残留リスクが残るような深さまで反応性水素が内部拡散し得ることが分かっているからである。しかしながら、これは、ここで提案される機能層によってさらに低減することができる。
【００１２】
コーティングは、特に垂直入射及び準垂直入射に適しており且つブラッグ反射に基づく多層系と、斜入射に適しており且つ全反射に基づく１つ又は少数の層のみを有するコーティングとの両方を意味すると理解すべきである。指摘されるべきは、機能層を有する反射光学素子は、機能層を１つだけ又は２つ若しくは３つ若しくはそれ以上含み得ることである。
【００１３】
好ましい実施形態では、機能層は、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、鉛、金、パラジウム、タングステン、タンタル、それらの合金、酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物の群の材料のうち１つ又は複数を含む。特に好ましくは、機能層は、酸化スズ又は窒化スズを含む。このタイプの機能層を備えた反射光学素子の場合、全体的な反射コーティングの破裂又は層間剥離が認められることは少ない。
【００１４】
好ましい実施形態では、機能層は、微細構造層として構成される。上記微細構造層は、例えば赤外線又は紫外線等の不所望の波長域から放射線をビーム経路外へ誘導する役割を果たすことで、誤露光を回避し、ビーム経路下流に配置された反射光学素子の熱負荷を低減し、且つＥＵＶリソグラフィ装置における他の損傷を回避するようにする。そのために、微細構造層は、不所望の波長域からの放射線を弱め合う干渉により抑制できるように構造化される。例として、微細構造層は回折格子として構成され得る。
【００１５】
他の変形形態では、反射コーティングと基板との間に配置された別個の微細構造層が設けられる。結果として、これをスペクトルフィルタリングのためにより的を絞って最適化することができる。
【００１６】
好ましくはこれら他の変形形態の微細構造層は、ニッケルリン、ニッケルホウ素、銅、銀、金、白金、イリジウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブの群の１つ又は複数の材料を含む。これらの材料は、数百マイクロメートルという十分に大きな厚さで施され適切に構造化され得る。
【００１７】
これら他の変形形態では、機能層は、基板からだけでなく微細構造層からの反射コーティングの層間剥離の危険を低減するために、反射コーティングと微細構造層との間に配置されるのが有利である。場合によっては、機能層は、基板における層間剥離をできる限り回避するために、基板と微細構造層との間に設けることもでき、又は基板と微細構造との間にも付加的に設けることができる。さらに他の代替的又は付加的な有利なオプションは、機能層を微細構造層内に設けることにある。
【００１８】
好ましい実施形態では、研磨層が、機能層又は基板又は微細構造層又は微細構造層として構成された機能層の上に配置される。良好な結像特性を達成するために、ＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子の場合、反射コーティングが空間周波数範囲０．１μｍ〜２００μｍで０．５ｎｍ未満、好ましくは０．２５ｎｍ未満の二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ粗さとも称する）を有すれば有利である。そのために、反射コーティングが施される表面も同等の低い粗さを有するべきである。特に好ましくは、上記空間周波数範囲の研磨層は、０．２ｎｍ未満のＲＭＳ粗さを有する。
【００１９】
容易に研磨可能な材料からなる層が、これらの好ましい実施形態の研磨層として特に適している。研磨層は、アモルファスシリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムの群の１つ又は複数の材料を含むのが有利である。アモルファスシリコンは、従来の物理及び化学蒸着法（ＰＶＤ法及びＣＶＤ法）により施すことができ、標準的な研磨法により上記粗度に研磨され得る。研磨層材料としての二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムも同様に、０．１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で０．２ｎｍ未満のＲＭＳ粗さを達成すると共に従来のＰＶＤ法及びＣＶＤ法により施されるのに適している。
【００２０】
好ましくは、これらの好ましい実施形態では、機能層は、研磨層と反射コーティングとの間に配置される。これは、特にアモルファスシリコン又は二酸化ケイ素若しくは二酸化窒素を含む研磨層の場合に有利である。その理由は、ケイ素は、分子水素を形成する反応性水素の再結合率が比較的高く、したがって研磨層と反射コーティングとの間の界面で水素ガスが蓄積する危険性が高いからである。この点で、上記界面における機能層は、その効果を特によく現し、水素濃度を低減することにより反射コーティングの層間剥離を抑制することができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、基板は、ケイ素、炭化ケイ素（ＳｉＳｉＣ）、シリコン含浸炭化ケイ素（silicon-infiltrated silicon carbide）、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、ガラスセラミックの群の材料のうち１つ又は複数を含む。これらの基板材料の場合、分子水素を形成する反応性水素の比較的高い再結合率を認めることができ、機能層は、その効果を特によく現し、基板との界面における層間剥離を抑制することができる。さらに、基板は、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、又は銅アルミニウム合金からもなり得る。
【００２２】
好ましい実施形態では、付着促進層が基板上に配置され、上記付着促進層は、少なくとも１つのプライからなり、ルテニウム、クロム、白金、イリジウム、銅、銀、金、ニッケル、ニッケルリン、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブからなる群の１つ又は複数の材料を含む。結果として、反射コーティングの下の付着性を高め、したがってさらに反射コーティングの層間剥離の確率を下げることが可能である。
【００２３】
好ましい実施形態では、反射コーティングは、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が小さい材料と、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が大きい材料との交互配置層を含む層系として構成される。このタイプの反射光学素子は、垂直又は準垂直入射での使用に特に適している。
【００２４】
特に好ましくは、ＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子は、コレクタミラーとして構成される。特に、例えばスズベースのプラズマ放射源と共にコレクタミラーとして動作する場合、これらは、洗浄目的で特に高頻度で高濃度の反応性水素に曝される。コレクタミラーの場合、機能層の層間剥離防止効果は特に明確に現れ得る。
【００２５】
さらに、上記目的は、上記反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置の光学系と、かかる光学系又はかかる反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置とにより達成される。
【００２６】
好ましい例示的な実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置の一実施形態を概略的に示す。
【図２】ここで提案される反射光学素子の第１実施形態を概略的に示す。
【図３】ここで提案される反射光学素子の第２実施形態を概略的に示す。
【図４】ここで提案される反射光学素子の第３実施形態を概略的に示す。
【図５】ここで提案される反射光学素子の第４実施形態を概略的に示す。
【図６】ここで提案される反射光学素子の第５実施形態を概略的に示す。
【図７】ここで提案される反射光学素子の第６実施形態を概略的に示す。
【図８】ここで提案される反射光学素子の第７実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、ＥＵＶリソグラフィ装置１０を概略的に示す。基本的なコンポーネントは、照明系１４、フォトマスク１７、及び投影系２０である。ＥＵＶリソグラフィ装置１０は、その内部のＥＵＶ放射線の吸収ができる限り少ないように真空条件下で作動される。
【００２９】
プラズマ源又はシンクロトロンが、例えば放射源１２として働き得る。ここに示す例では、プラズマ源が用いられる。約５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域で放出される放射線は、最初にコレクタミラー１３により集束される。動作ビームは、続いて照明系１４に導入される。図１に示す例では、照明系１４は２つのミラー１５、１６を有する。ミラー１５、１６は、ウェハ２１に結像されることを意図した構造を有するフォトマスク１７へビームを誘導する。フォトマスク１７も同様に、製造プロセスに応じて交換されるＥＵＶ及び軟Ｘ線波長域用の反射光学素子である。投影系２０を用いて、フォトマスク１７から反射したビームは、ウェハ２１に投影され、それによりフォトマスクの構造が上記ウェハに結像される。図示の例では、投影系２０は２つのミラー１８、１９を有する。指摘されるべきは、投影系２０及び照明系１４の両方がそれぞれ１つのみ、又は３つ、４つ、５つ、若しくはそれ以上のミラーを有し得ることである。
【００３０】
ここに示す例では、図２〜図８に概略的に示すように、コレクタミラー１３は準垂直入射用のミラー５０であり、その反射コーティングは多層系５４に基づく。これは、例えばリソグラフィ露光が実行される動作波長の屈折率の実部が大きい材料の層（スペーサ５６とも呼ぶ）及び動作波長の屈折率の実部が小さい材料の層（アブソーバ５７とも呼ぶ）を交互に施した層を含み、アブソーバ・スペーサ対がスタック５５を形成する。ある点では、これにより、ブラッグ反射が起こる吸収層に相当する格子面を有する結晶が模倣される。個々の層５６、５７の厚さは、また反復スタック５５の厚さも、達成しようとするスペクトル又は角度依存反射プロファイルに応じて多層系５４全体で一定であっても変わってもよい。各動作波長での最大反射率を高めるために、反射プロファイルには、アブソーバ５７及びスペーサ５６からなる基本構造にさらに他の吸収性のより高い材料及びより低い材料を補うことにより、目標通りに影響を及ぼすこともできる。そのために、スタックによってはアブソーバ及び／又はスペーサ材料を相互に交換してもよく、又はスタックを２つ以上のアブソーバ及び／又はスペーサ材料から構成してもよい。反射率を最適化するために、アブソーバ及びスペーサ材料は、全スタックで厚さが一定であっても変わってもよい。さらに、スペーサ及びアブソーバ層５６、５７間に拡散バリアとして追加層を設けることも可能である。例えば１３．４ｎｍの動作波長で一般的な材料の組み合わせは、アブソーバ材料としてのモリブデン及びスペーサ材料としてのケイ素である。この場合、スタック５５は、通常は厚さが６．７ｎｍであり、スペーサ層５６は、通常はアブソーバ層５７よりも厚い。
【００３１】
ここに示す例では、反射コーティング５４は保護層５３も有し、これは２つ以上のプライからなることもできる。例として、モリブデン・ケイ素多層系の場合、保護層５３は、真空に対する終端として窒化ケイ素のプライ及びルテニウムのプライから特に構成され得る。例として、国際公開第２０１４／１３９６９４号に記載の保護層系を含むこともできる。反射コーティング５４は、基板５１上に配置される。ＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子、特にコレクタミラーの通常の基板材料は、ケイ素、炭化ケイ素、シリコン含浸炭化ケイ素、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、及びガラスセラミックである。さらに、基板は、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、又は銅アルミニウム合金からなることもできる。
【００３２】
ここに示さない変形形態において、コレクタミラーを斜入射用のミラーとして構成することもできる。そのために、例として、銅又はアルミニウム合金からなる基板上で、上記コレクタミラーは、特にニッケルリン又はアモルファスシリコンからなる研磨層と、その上の反射コーティングとしてのルテニウム層とを含み得る。場合によっては、上記コレクタミラーは、例えば紫外線又は赤外線をビーム経路から取り出すために微細構造層をさらに含み得る。
【００３３】
ここに示す例では、放射源は、スズ滴をＣＯ２レーザにより励起してＥＵＶ波長域の放射線を放出するプラズマを形成するプラズマ放射源であり得る。この場合、スズは、ＥＵＶリソグラフィ装置に侵入して特にコレクタミラーの表面に堆積し得る。ビーム経路の下流に配置された反射光学素子の場合、スズ汚染は無視できる程度であり、酸素又は炭素に基づく汚染が主に生じ得る。特にＥＵＶリソグラフィ装置の反射光学素子のコーティングのスズ及び炭素汚染を低減するために、反射光学素子は、低分圧の水素を添加した真空中で動作する。ＥＵＶ放射線の影響下では、水素ラジカル及び水素イオンの形態の反応性水素が分子水素から形成される。上記水素イオンは、壁面衝突により水素ラジカルに主に変換される。反応性水素は、ポンピングにより抽出できる揮発性のスズ及び／又は炭素化合物を形成する。
【００３４】
特に反射コーティングが動作中又は早くも製造中に生じる欠陥、例えば細孔、介在物、転位、又は例えば引掻き若しくは割れ等の機械的損傷等を含む場合、反射コーティングへの反応性水素の浸透を認めることができ、当該反射性水素は、特に反射コーティングの下で再結合する。分子水素への変換は、体積の増加につながる。膨れが反射コーティングの下にでき、これは反射コーティングの一部又は全体の局所な剥離につながり得る。主にケイ素プライ若しくは層又はケイ素含有プライ若しくは層との界面で、層間剥離が起こる頻度がより高いように見受けられる。層間剥離箇所は、赤外線領域で高反射率を有する。これが問題となるのは、特にコレクタミラーの場合に、レーザによりＥＵＶ放射線だけでなく赤外線も大いに発生させるレーザプラズマ放射源と共に用いられる場合である。その先のビーム経路に結合される赤外線が多すぎれば、下流のミラー及びフォトマスクが損傷を受ける可能性がある。
【００３５】
これまで、反射コーティングに開裂又はスポーリングが生じるといったように水素の影響により損傷した反射光学素子は、コーティング全体を完全に除去して基板を改めてコーティングする必要があるので、事実上新たに製造しなければならなかった。以下に提示する例示的な実施形態の場合、反射コーティングの層間剥離が起こる危険が低減される。一般性に制限を設けることなく、図２〜図８に示す例では、ＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子５０は、準垂直入射用のコレクタミラーである。
【００３６】
図２に示す例では、機能層６０が基板５１と反射コーティング５４との間に設けられる。上記機能層は、１つ又は複数のプライで構成することができ、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、鉛、金、パラジウム、タングステン、タンタル、それらの合金、酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物の群の１つ又は複数の材料を含み、その場合、反応性水素に対する拡散バリアとして働くことができ、この機能層を有しない同一の反射光学素子と比べて、基板のうち反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度を２倍以上、好ましくは５倍以上、特に好ましくは１０倍以上、特に非常に好ましくは５０倍以上、特に極めて好ましくは１００倍以上低減できることが認められた。好ましい場合、上記機能層は、上記材料の１つからなる１つのプライからなる。材料選択には、基板に且つ機能層の上のプライ又は層にしっかりと付着すること、及び／又は同様の熱膨張率があることを考慮に入れるのが有利である。
【００３７】
図３に示す例は、機能層６０と基板５１との間に研磨層５２をさらに含む。上記研磨層は、アモルファスシリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、又は窒化アルミニウムからなることが好ましく、ガラス、ガラスセラミック、石英ガラス、ドープ石英ガラス、ケイ素、炭化ケイ素、及びシリコン含浸炭化ケイ素からなる基板上だけでなく、銅、アルミニウム、又はそれらの合金からなる基板上にも配置することができる。特に好ましくは、スズ、酸化スズ、窒化スズ、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、銀、アルミニウム、又はそれらの酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物の１プライからなる機能層６０が、研磨層５２上に施されるが、これは特にアモルファスシリコンからなる研磨層の場合である。
【００３８】
図４に示す例では、微細構造層５８が基板５１と反射コーティング５４との間に設けられる。上記微細構造層は、不所望の波長域からの放射線、例えば放射源１２が同様に放出した紫外線又は放射源１２のプラズマの励起に用いられる赤外線等を、弱め合う干渉によりＥＵＶ波長域の動作放射線のビーム経路から除去する役割を果たす。そのために、微細構造層５８は、例えば回折格子構造を有し得る。本例では、微細構造層５８は、ニッケルリン、ニッケルホウ素、銅、銀、金、白金、イリジウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブの群の１つ又は複数の材料からなり、好ましくはニッケルリン、ニッケルホウ素、銅、又は銀からなり、数マイクロメートル〜数百マイクロメートルの厚さを有する。微細構造層５８には、研磨層５２がコーティング側に配置されるが、この研磨層は変形形態では省くこともでき、機能層６０が基板側に配置される。それにより、水素拡散による層間剥離の危険を低減できる。
【００３９】
これに対して、図５に示す変形実施形態では、機能層６０は、微細構造層５８上に配置された研磨層５２と反射コーティング５４との間に設けられる。この例示的な実施形態では、微細構造層５８は、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブであることが好ましく、これらは、微細構造層５８に用いられるような金属とケイ素、炭化ケイ素、シリコン含浸炭化ケイ素、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、ガラスセラミックからなる基板５１との間の特に良好な付着を促進する。それにより、層間剥離の危険をさらに低減できる。図示されない変更形態では、反射コーティング又は適切な場合には研磨層に対する付着効果も非常に高いので、水素濃度低減機能層を省くことができる。図示されないさらに他の変更形態では、研磨層も省くことができる。好ましくは、外部の機械的影響に対する耐性が優れている材料が、微細構造層５８上の機能層６０の材料として選択される。こうした材料は、コーティングプロセスの結果として固有の荒れが小さく、且つ／又は微細構造層５８に生じ得る欠陥を十分に覆うことを可能にすれば有利である。材料が微細構造層５８及び反射コーティング５４にしっかりと付着すれば同じく有利である。例として、パラジウム、タングステン、及び例えば酸化タンタルや酸化アルミニウム等の酸化物が、微細構造５８上の機能層６０の材料として特に適している。
【００４０】
図６に示す変形実施形態では、機能層６０は微細構造層内に配置され、微細構造層は、本例では機能層６０により微細構造副層５８’及びさらに別の副層５８''に分割される。この変形実施形態では、特に反射コーティングの所々に損傷又は欠陥がある場合、基板５１と副層５８''との間の界面まで且つ副層５８''内への水素の拡散ができる限り防止される。
【００４１】
図７及び８に示す２つの変形実施形態は、機能層６１が微細構造層として構成され、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、酸化鉛、それらのホウ化物、窒化物、及び炭化物、好ましくは酸化スズ及び／又は窒化スズの群の材料のうち１つ又は複数を含むという特別な特徴を有する。この目的で、機能層６１は、上述の機能層６０の場合のように数ナノメートル〜マイクロメートルの範囲にあるだけでなく数百マイクロメートル以上の厚さを有する。これを施すために、特に高い成膜速度を有するコーティング法、例えば大気圧プラズマ成膜、ガス流プラズマ成膜、真空アークプラズマコーティング、非水電解液からの電着、又はプラズマ化学蒸着（ＰＥ−ＣＶＤ）等を利用することが好ましい。上述の機能層６０の作製のために、全ての他の従来の物理又は化学蒸着法、特にスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法を用いることもできる。
【００４２】
図７に例として示す実施形態では、微細構造層として具現された機能層６１は、１つ又は複数のプライで具現され、基板５１上に直接配置される。
【００４３】
図８に例として示す実施形態では、微細構造層として具現された機能層６１は、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、銀、アルミニウム、又はそれらの酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物から、特に好ましくはスズ、酸化スズ、又は窒化スズからなることが好ましく、これらは、反応性水素に対する特に良好なバリア効果を有することが見受けられる。さらに、付着促進層５９が、上記層６１とケイ素、炭化ケイ素、シリコン含浸炭化ケイ素、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、又はガラスセラミックからなる基板５１との間に設けられ、上記付着促進層は、好ましくはルテニウム、イリジウム、白金、銅、銀、金、ニッケル、ニッケルリン、クロム、タンタル、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、又はモリブデンからなる１つ又は２つのプライで具現され、これらはさらに、付着を向上させることにより層間剥離の危険を低減することができる。特に好ましくは、機能層６２は、基板に面しないルテニウム、イリジウム、白金、又は銅からなるプライと、クロム、タンタル、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、又はモリブデンからなる基板側層とを含む２つのプライを有する。付着促進層５９の有無を問わず付着を向上させるために、層表面、特に基板５１の層表面を化学的に洗浄してから次の層、特に付着促進層又は機能層を施すことが有益であり得る。実際の材料選択に応じて、アルカリ性物質、例えば水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等を用いて、又は酸性物質、例えば硫酸又は硝酸等を用いて洗浄を特に実行することができる。
【００４４】
指摘されるべきは、ここに提示する実施形態を相互に組み合わせることもできることである。
【００４５】
以前の経験から、反射コーティングと基板との間に機能層を有する上記ミラーは、反射コーティングの層間剥離に対して高い耐久性を有し、且つ基板のうち反射コーティングに面する側で２倍以上低減した水素の原子パーセント濃度も有することが予想できる。
【００４６】
特に、核反応解析又は弾性後方散乱解析の測定法が、基板のうち反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度を求めるのに適している。この場合、ここで提案されるミラーの水素濃度は、機能層を有しない同一のミラーのものと比較される。
【００４７】
反射コーティングの水素の影響による層間剥離に対する特に高い耐久性が予想されるのは、特に、図７と共に説明したものによるＥＵＶリソグラフィ用のコレクタミラーである。好ましくは、上記コレクタミラーは、上述のように交互のモリブデン及びケイ素層に基づく多層系を反射コーティングとして備える。保護層として、上記コレクタミラーは、数ナノメートルの窒化ジルコニウム層を有し得る。好ましくは、微細構造層として構成され且ついずれの場合も任意にスズ、酸化スズ、又は窒化スズからなる機能層が、シリコン含浸炭化ケイ素からなる基板上に配置される。上記機能層には、反射コーティング側に、数ナノメートルの厚さを有し且つ０．１μｍ〜２００μｍの空間周波数範囲で０．２ｎｍ未満のＲＭＳ粗さを有するアモルファスシリコンからなる研磨層を配置することが可能である。好ましくは、２プライで具現された付着促進層が基板と機能層との間に配置され、上記付着促進層は、基板側のクロムプライとその上のルテニウムプライとを含み、これらの両方が数ナノメートルの厚さを有する。このタイプのコレクタミラーは、スズ汚染が増加しすぎるのを回避するために、１時間当たりマイクロメートルのオーダの洗浄速度で反応性水素での複数回のｅｘ  ｓｉｔｕスズ洗浄後にも、低水素分圧で５０Ｗを超えるパワーのスズプラズマ源での１５００時間の動作後にも、基板からの反射コーティングの水素による層間剥離を示さないことが予測される。微細構造層として構成され、スズ又は特に酸化スズ又は窒化スズからなる機能層は、基板のうち反射コーティングに面する側で最大１００倍を超える水素の原子パーセント濃度の低減をもたらし得ると想定される。
【００４８】
反射コーティングとして例えば数百ナノメートルの厚さを有するルテニウム層を、アモルファスシリコンからなり且つ同様に数ナノメートル〜数百ナノメートルの厚さを有する研磨層上に含む、斜入射用のミラーについても、同様の想定がなされる。その下で例えばアルミニウム基板上に、スペクトルフィルタ機能を有する微細構造層として構成された機能層がさらに配置され、上記機能層は、好ましくはスズ、窒化スズ、又は特に好ましくは酸化スズを含み、数マイクロメートル〜数百マイクロメートルの厚さを有する。微細構造層として構成され、スズ、窒化スズ、又は酸化スズからなるこの機能層も、基板のうち反射コーティングに面する側で最大１００倍を超える水素の原子パーセント濃度の低減をもたらし得ると想定される。
【００４９】
例えば図２と共に述べた構成によるわずか数十ナノメートルの厚さを有する機能層を備えたミラーでも、基板のうち反射コーティングに面する側で、特に５倍以上の水素の原子パーセント濃度の低減が測定可能であると予想される。上記因数は、１０を超えるかさらには５０を超えることもできる。スズ、特に酸化スズ又は窒化スズからなる機能層が特に好まれる。しかしながら、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、酸化鉛、これらのホウ化物、窒化物、及び炭化物の群の材料からの他の材料を含む機能層を有するミラーの場合でも、同等の結果が予想され得る。これは、微細構造層として具現された機能層にも当てはまる。
【００５０】
特に図４〜６と共に述べた構成に概ね対応する構成を有するさらに他の変形形態では、好ましくは銀、金、銅、白金、アルミニウム、酸化アルミニウム、鉄、鉄ニッケルコバルト合金、パラジウム、タングステン、及び／又は酸化タンタルからなる機能層で、基板のうち反射コーティングに面する側で２倍以上の水素の原子パーセント濃度の大幅な低減を達成することができる。この場合、基板又は微細構造層の、また密着層の凹凸の補償を特に確保可能にするために、機能層は１μｍ以上の厚さを有し得る。そのために、機能層は、電界で、プラズマ強化式に、又は熱若しくはイオンベースの蒸着により施すことができることが好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１０    ＥＵＶリソグラフィ装置
１２    ＥＵＶ放射源
１３    コレクタミラー
１４    照明系
１５    第１ミラー
１６    第２ミラー
１７    マスク
１８    第３ミラー
１９    第４ミラー
２０    投影系
２１    ウェハ
５０    コレクタミラー
５１    基板
５２    研磨層
５３    保護層
５４    多層系
５５    プライ対
５６    アブソーバ
５７    スペーサ
５８    微細構造層
５８’  微細構造副層
５８''  副層
５９    付着促進層
６０    機能層
６１    微細構造層として構成された機能層
【図１】
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【図２】
2019523453.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の放射線を反射する反射コーティングとを備えたＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子であって、機能層（６０、６１）が前記反射コーティング（５４）と前記基板（５１）との間に配置され、前記機能層により、前記基板のうち前記反射コーティングに面する側における水素の原子パーセント濃度が２倍以上低減され、微細構造層（５８）が前記反射コーティング（５４）と前記基板（５１）との間に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０、６１）は、スズ、銀、モリブデン、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、鉛、金、パラジウム、タングステン、タンタル、それらの合金、酸化物、ホウ化物、窒化物、及び炭化物の群の材料のうち１つ又は複数を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反射光学素子において、前記微細構造層（５８）は、ニッケルリン、ニッケルホウ素、銅、銀、金、白金、イリジウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブの群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０）は、前記反射コーティング（５４）と前記微細構造層（５８）との間及び／又は前記微細構造層（５８）と前記基板（５１）との間及び／又は前記微細構造（５８）内に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射光学素子において、研磨層（５２）が、前記機能層（６０）又は前記基板（５１）又は前記微細構造層（５８）又は微細構造層として構成された前記機能層（６１）の上に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の反射光学素子において、前記研磨層（５２）は、アモルファスシリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムの群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の反射光学素子において、前記機能層（６０）は、前記研磨層（５２）と前記反射コーティング（５４）との間に配置されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記基板（５１）は、ケイ素、炭化ケイ素、シリコン含浸炭化ケイ素、石英ガラス、チタンドープ石英ガラス、ガラス、ガラスセラミックの群の材料のうち１つ又は複数を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の反射光学素子において、付着促進層（５９）が前記基板上に配置され、前記付着促進層は、少なくとも１つのプライからなり、ルテニウム、クロム、白金、イリジウム、銅、銀、金、ニッケル、ニッケルリン、タンタル、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、及びニオブからなる群の１つ又は複数の材料を含むことを特徴とする反射光学素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記反射コーティングは、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が小さい材料と、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長域の動作波長の屈折率の実部が大きい材料との交互配置層（５６、５７）を含む層系を含む多層系（５４）として構成されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の反射光学素子において、該反射光学素子はコレクタミラー（１３、５０）として構成されることを特徴とする反射光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置の光学系。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学系又は請求項１〜１１のいずれか１項に記載の反射光学素子を有するＥＵＶリソグラフィ装置。
【国際調査報告】
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